ZMC捕收剂在铝土矿正浮选中的应用

刘长淼，吴东印，冯安生，郭珍旭

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006；2.国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室，河南 郑州 450006)

铝土矿是氧化铝工业的主要原料，全世界90%以上的氧化铝是以铝土矿为原料生产的[1]。我国铝土矿资源十分丰富，现有工业储量居世界第7位，主要集中分布在山西、河南、贵州和广西四省区。我国的铝土矿资源98%以上属于一水硬铝石型铝土矿，具有高铝、高硅、低铁、低铝硅比的特点，绝大多数矿石的铝硅比(A/S：矿石中Al2O3和SiO2的质量含量之比值)在6以下[2]。河南地区铝土矿富矿较少，以中低品位矿石为主[3]。为了有效利用大量的中低品位铝土矿，目前比较流行的做法是，通过选矿的方法预先脱除部分硅质脉石提高铝硅比，再采取先进的拜耳法(或石灰拜耳法)工艺生产氧化铝，目前经改良的石灰拜耳法对原料铝硅比的要求可下降至7左右[4]，大大降低了铝土矿选矿的难度。

目前，铝土矿选矿预脱硅的主要方法是浮选脱硅，分为正浮选和反浮选，其中正浮选应用最广。正浮选脱硅中常常采用油酸、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐和羟肟酸等作为捕收剂。张国范等[5]研究了油酸钠对一水硬铝石和高岭石的作用机理，认为矿物表面的Al3+活性点的丰度导致了两种矿物的可浮性差异，为铝土矿的正浮选提供了理论依据。陈湘清等[6]研究了HZ捕收剂在低品位铝土矿中的应用，针对铝硅比为4.4的原矿，获得了铝硅比为8.51，氧化铝回收率达到79.31%的精矿指标。张国范等[7]研究了RL捕收剂在低品位铝土矿中的应用，也取得了较好的试验指标。近年来针对铝土矿正浮选捕收剂的研究不是很多，笔者经过大量的药剂筛选和复配，研制出一种新型捕收剂ZMC，该药剂系油酸等脂肪酸的改性产物，笔者将就ZMC捕收剂在铝土矿正浮选中的应用进行详细试验，以期为铝土矿正浮选技术工艺的进步略尽绵力。

1 试样及试剂性质

试验中使用的铝土矿有三种，分别来自新密矿区(I号样)和河南分公司选厂(II号样)，两种矿样的XRD分析图谱如图1和图2所示，化学分析结果如表1所示。可知两种矿样皆为一水硬铝石型铝土矿，主要含铝矿物为一水硬铝石，主要含硅脉石为伊利石、高岭石和石英等。原矿铝硅比(A/S)分别为4.50和2.99，属中低品位铝土矿。

试验中以郑州所自制药剂ZMD-1为铝硅酸盐脉石矿物的抑制剂，ZMD-1系磷酸盐的改性产物，以碳酸钠为pH调整剂，以新型阴离子型捕收剂ZMC捕收剂，进行铝土矿的正浮选试验。

表1 铝土矿样品原矿化学元素分析

图1 I号铝土矿原矿XRD分析图谱

图2 II号铝土矿原矿XRD分析图谱

2 试验结果与讨论

2.1 针对不同品级铝土矿，新型捕收剂ZMC开路浮选试验

为了查明新型捕收剂ZMC的正浮选性能，试验中针对I号和II号铝土矿进行了浮选开路试验，其铝硅比分别为4.50和2.99，根据浮选效果，来考察ZMC捕收剂处理不同品级铝土矿时的捕收性能。试验按图3所示流程图进行，试验结果如表2所示。

图3 捕收剂ZMC性能验证开路试验流程

由试验结果可知，采用捕收剂ZMC，针对I号样，取得了A/S为8.79，氧化铝回收率为77.87%的精矿，针对II号样，取得了A/S为6.58，氧化铝回收率为62.11%的精矿，说明ZMC的捕收能力和选择性都较高，可以作为铝土矿正浮选捕收剂。

2.2 针对不同品级铝土矿，新型捕收剂ZMC闭路浮选试验

由开路试验结果可知，采用ZMC捕收剂，针对不同品级的铝土矿，正浮选都取得了较好的试验结果。在开路试验结果的基础上，针对两种铝土矿，进行了更为详细的浮选闭路试验，其中由于开路试验中，II号样精矿的铝硅比没有达到7，因此闭路试验中浮选工艺进行了微调。试验按图4和图5所示流程进行，试验结果如表3所示。

由表3所示结果可知，闭路试验取得了较好的工艺指标。使用ZMC捕收剂，针对原矿铝硅比为4.5左右的铝土矿，获得了铝硅比7.04，氧化铝回收率92.16%的精矿；针对原矿铝硅比为3左右的铝土矿，获得了铝硅比7.72，氧化铝回收率70.56%的精矿。

表2 捕收剂ZMC性能验证开路试验结果

图4 I号铝土矿正浮选闭路试验

图5 II号铝土矿正浮选闭路试验

表3 捕收剂ZMC性能验证闭路试验结果

试验对象产品名称产率/%品位/%Al2O3SiO2A/S回收率/%Al2O3SiO2I号铝土矿精矿86.83 65.87 9.36 7.04 92.16 61.90 尾矿13.17 36.94 37.98 0.97 7.84 38.10 原矿100.00 62.06 13.13 4.73 100.00 100.00 II号铝土矿精矿59.1667.208.717.7270.5627.25尾矿40.8440.6233.681.2129.4472.75原矿100.0056.3418.912.98100.00100.00

3 结论

1)试验中两种铝土矿系中低品位铝土矿，矿石类型主要为一水硬铝石型，主要含铝矿物为一水硬铝石，主要含硅矿物为伊利石和高岭石等。

2)采用ZMC捕收剂，针对原矿铝硅比为4.5左右的铝土矿，获得了铝硅比7.04，氧化铝回收率92.16%的精矿；针对原矿铝硅比为3左右的铝土矿，获得了铝硅比7.72，氧化铝回收率70.56%的精矿。

3)针对不同品级的铝土矿，正浮选闭路试验取得了优异的工艺指标，说明ZMC系一水硬铝石型铝土矿的优良捕收剂。

[1] 陈远望.当前世界铝土矿和氧化铝的供应形势[J].金属世界，2005(4)：6-8.

[2] 王志光.我国铝矿业资源现状与可持续发展[J].中国矿业，2002，11(5)：28-30.

[3] 红钢.河南铝土矿的矿石性质及其对选冶工艺的影响[J].矿冶，2002(1)：27-31.

[4] 牛宏斌，闫旭方，侯炳毅.石灰拜耳法工业试验存在问题及措施[J].有色冶金节能，2003(5)：19-20.

[5] 张国范，冯其明，卢毅屏，等.油酸钠对一水硬铝石和高岭石的捕收机理[J].中国有色金属学报,2001，11(2)：298-301.

[6] 陈湘清,陈兴华,马俊伟,陈志友.低品位铝土矿选矿脱硅试验研究[J].轻金属，2006(10)：13-16.

[7] 张国范，卢毅屏，欧乐明，等.捕收剂RL在铝土矿浮选中的应用[J].中国有色金属学报,2001，11(4)：712-715.